Start › Klasy › Fizyka — Klasa 4 LO — rozszerzony › Odbicie i załamanie — prawo Snella

Odbicie i załamanie — prawo Snella

Fizyka — Klasa 4 LO — rozszerzony — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

📘Teoria 2

Odbicie i załamanie światła
Prawo odbicia: kąt padania = kąt odbicia ($\alpha = \alpha'$), obie mierzone od normalnej do powierzchni.
Prawo Snella (załamanie): $$n_1 \sin\alpha = n_2 \sin\beta$$ Gdzie $n$ — współczynnik załamania ośrodka, $\alpha$ — kąt padania, $\beta$ — kąt załamania.
$n_{powietrze} \approx 1$; $n_{woda} \approx 1{,}33$; $n_{szkło} \approx 1{,}5$.
Prosto mówiąc: Światło wchodząc do gęstszego ośrodka "zagina się" ku normalnej (zwalnia). Kij w wodzie wygląda złamany właśnie z tego powodu. Soczewki, pryzmaty i tęcza — to skutki załamania.
Całkowite wewnętrzne odbicie: jeśli $n_1 > n_2$ i $\alpha > \alpha_g$ (kąt graniczny: $\sin\alpha_g = \dfrac{n_2}{n_1}$), promień nie przechodzi — wraca. Zasada działania światłowodów.
Zwierciadła kuliste: równanie: $\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{d_o}+\dfrac{1}{d_i}$; ogniskowa $f = \dfrac{R}{2}$.
Przykład: Promień przechodzi z wody ($n=1{,}33$) do powietrza ($n=1$) pod kątem 30°. Kąt załamania? $$\sin\beta = \frac{1{,}33}{1}\cdot\sin30° = 1{,}33\cdot0{,}5 = 0{,}665 \Rightarrow \beta \approx 41{,}7°$$
⚡ Zapamiętaj: Przechodząc do gęstszego ośrodka — kąt maleje (zagina się ku normalnej). Do rzadszego — kąt rośnie (oddala się od normalnej). Tęcza = dwa załamania + jedno odbicie wewnątrz kropli deszczu.
Odbicie i załamanie — prawo Snella (klasa 4 LO)

Odbicie

Kąt padania równa się kątowi odbicia.

Prawo Snella

$n_1\sin\alpha_1=n_2\sin\alpha_2$.

Współczynnik załamania

$n=\frac{c}{v}$ — stosunek prędkości światła w próżni do prędkości w ośrodku.

∑Wzory 2

Prawo odbicia i załamania światła
$$\alpha = \beta, \quad n_1\sin\alpha_1 = n_2\sin\alpha_2$$

Do czego służy: Opisuje co dzieje się ze światłem na granicy dwóch ośrodków optycznych.

Zmienne

  • $\alpha$ — kąt padania (od normalnej do powierzchni)
  • $\beta$ — kąt odbicia
  • $n_1, n_2$ — współczynniki załamania obu ośrodków ($n_{\text{powietrze}} \approx 1$, $n_{\text{woda}} = 1{,}33$, $n_{\text{szkło}} \approx 1{,}5$)
  • $\alpha_2$ — kąt załamania

Całkowite wewnętrzne odbicie

Gdy światło przechodzi z gęstszego do rzadszego ośrodka ($n_1 > n_2$) i kąt padania przekracza kąt graniczny $\alpha_c$:

$$\sin\alpha_c = \frac{n_2}{n_1}$$

Jak stosować

  1. Narysuj normalną do powierzchni w punkcie padania
  2. Mierz kąty od normalnej (nie od powierzchni!)
  3. Zastosuj prawo Snella: $n_1\sin\alpha_1 = n_2\sin\alpha_2$

Przykład

Promień świetlny pada z powietrza ($n_1 = 1$) na szkło ($n_2 = 1{,}5$) pod kątem 45°. Kąt załamania?

  1. $\sin\alpha_2 = \frac{1 \cdot \sin 45°}{1{,}5} = \frac{0{,}707}{1{,}5} = 0{,}471$
  2. $\alpha_2 = \arcsin(0{,}471) \approx 28°$

⚠️ Częsty błąd: Kąt padania mierz od normalnej do powierzchni, nie od samej powierzchni. Jeśli mierzysz od płaszczyzny, odejmij od 90°.

Prawo Snella (klasa 4 LO)
$$n_1\sin\alpha_1=n_2\sin\alpha_2$$

Co liczy: załamanie światła na granicy ośrodków; $n=\frac{c}{v}$.

🧩Quizy 1

✍Zadania dodatkowe 7

Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.

Zadanie nr FZ21.1

Oblicz prędkość światła w szkle o współczynniku załamania $n=1{,}5$ ($c=3\cdot10^8\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$).

Zadanie nr FZ21.2

Oblicz kąt graniczny dla granicy szkło ($n=1{,}5$) – powietrze ($n=1$).

Zadanie nr FZ21.4

Promień światła przechodzi z powietrza do wody. Oceń prawdziwość stwierdzeń.

  1. Kąt załamania jest mniejszy od kąta padania.
  2. Częstotliwość światła maleje.
  3. Długość fali świetlnej maleje.

Oceń prawdziwość każdego stwierdzenia (P — prawda, F — fałsz) i wybierz odpowiedni układ.

P/P/P 1. P, 2. P, 3. P
P/P/F 1. P, 2. P, 3. F
P/F/P 1. P, 2. F, 3. P
P/F/F 1. P, 2. F, 3. F
F/P/P 1. F, 2. P, 3. P
F/P/F 1. F, 2. P, 3. F
F/F/P 1. F, 2. F, 3. P
F/F/F 1. F, 2. F, 3. F
Zadanie nr FZ21.5

Promień pada z powietrza na szkło pod kątem $60^\circ$ i załamuje się pod kątem $35^\circ$. Oblicz współczynnik załamania szkła i prędkość światła w tym szkle.

Zadanie nr FZ21.7

Dioda umieszczona tuż pod powierzchnią szklanej kuli ($n=1{,}50$) świeci we wszystkich kierunkach do jej wnętrza. Oblicz kąt graniczny dla granicy szkło–powietrze oraz wyjaśnij, dlaczego światło wychodzi tylko przez fragment powierzchni kuli.

Zadanie nr FZ21.8

Kulę szklaną z poprzedniego zadania zanurzono w wodzie ($n_w=1{,}33$). Ustal, czy kąt graniczny wzrośnie, czy zmaleje, i czy pole powierzchni, przez którą wychodzi światło, się zwiększy, czy zmniejszy. Odpowiedź uzasadnij rachunkiem.

Zadanie nr FZ21.9

Dwie soczewki skupiające o ogniskowych $f_1=15$ cm i $f_2=40$ cm ustawiono tak, że mają wspólne ognisko. Na pierwszą pada wiązka równoległa do osi o szerokości $d_1=2{,}25$ mm. Oblicz szerokość wiązki wychodzącej z drugiej soczewki.

📄Zadania z arkuszy 12

Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.

Zadanie nr 8.1 · Matura 2026

Informacja do zadania 8. Szklana kula 𝒦 (nsz = 1,50) o środku S znajduje się w powietrzu (np = 1,00). Tuż pod powierzchnią, w punkcie D, jest dioda świecąca do wnętrza kuli. Światło wychodzi z kuli tylko przez fragment powierzchni — łuk AB; kąt ∠BDA oznaczono jako φ.

Zadanie 8.1. Oblicz φ.

Zadanie nr 8.2 · Matura 2026

Zadanie 8.2. Kulę zanurzono w wodzie (nw = 1,33). Kąt graniczny dla szkła względem wody, w porównaniu do kąta granicznego względem powietrza, będzie (A) mniejszy / (B) większy, w związku z czym pole powierzchni, przez którą wychodzi światło, (1) się zmniejszy / (2) się zwiększy.

A1 mniejszy → pole się zmniejszy
A2 mniejszy → pole się zwiększy
B1 większy → pole się zmniejszy
B2 większy → pole się zwiększy
Zadanie nr 3.1 · Matura 2025
Rozważamy falę dźwiękową, która biegnie w powietrzu i przechodzi do wody. Wartość prędkości dźwięku w powietrzu: $v_p = 340$ m/s, wartość prędkości dźwięku w wodzie: $v_w = 1450$ m/s. Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A, B albo C i jej uzasadnienie 1., 2. albo 3. Długość tej fali dźwiękowej po przejściu z powietrza do wody:
  • A. się zwiększyła,
  • B. się zmniejszyła,
  • C. się nie zmieniła,
ponieważ częstotliwość tej fali po przejściu z powietrza do wody:
  • 1. się zwiększyła.
  • 2. się zmniejszyła.
  • 3. się nie zmieniła.
A się zwiększyła
B się zmniejszyła
C się nie zmieniła
Zadanie nr 3.2 · Matura 2025
Rozważamy wiązkę ultradźwięków, która biegnie w powietrzu i pada na taflę wody pod kątem $\alpha_p = 45°$. Tylko jeden z rysunków A–C prawidłowo przedstawia dalszy bieg tej wiązki ultradźwięków od granicy powietrze – woda. Ustal dalszy bieg wiązki ultradźwięków od granicy powietrze – woda. Wykorzystaj odpowiednie prawa / zależności fizyczne i wykonaj niezbędne obliczenia, które doprowadzą do tego ustalenia. Następnie zaznacz rysunek (spośród A–C), na którym prawidłowo przedstawiono dalszy bieg wiązki ultradźwięków od granicy powietrze – woda.
Rysunek do zadania 3.2
A Rysunek A
B Rysunek B
C Rysunek C
Zadanie nr 9.1 · Matura 2023

Informacja do zadania 9. Promień światła pada z powietrza na szklany krążek w punkcie A (kąt padania α, załamania β), biegnie do punktu D na brzegu krążka; O — środek krążka. W punkcie D promień częściowo się odbija (γodb) i załamuje (γzał); kąt padania w D to γpad.

Zadanie 9.1. Narysuj dalszy bieg promienia załamanego i odbitego w D, oznacz kąty γzał, γodb oraz uzupełnij relacje: γpad … γodb; γpad … γzał; γzał … α (znaki >, =, <).

Zadanie nr 9.2 · Matura 2023

Zadanie 9.2. Dane: |AB| ≈ 9,0 cm, |AC| ≈ 4,5 cm, |AD| ≈ 7,7 cm, |BC| ≈ 7,8 cm, |BD| ≈ 4,8 cm (AC — przedłużenie promienia padającego). Oblicz prędkość światła w szkle krążka (do 2 cyfr znaczących).

Zadanie nr 8.1 · Matura 2020

Współczynnik załamania $n$ szkła zależy od długości fali $\lambda$ (w próżni) — patrz wykres. Światło fioletowe ma mniejszą $\lambda$ niż czerwone.

Rysunek do zadania

Uzupełnij: prędkości $v_F$ i $v_C$ (fioletowe/czerwone w szkle): $v_F$ ___ $v_C$ [A $>$ / B $=$ / C $\lt $]; częstotliwości: $f_F$ ___ $f_C$ [1 $>$ / 2 $=$ / 3 $\lt $].

Zadanie nr 8.2 · Matura 2020

Światło o długości fali w próżni $\lambda=0{,}50\,\mu$m przechodzi do szkła. Odczytaj z wykresu $n$ i oblicz długość fali $\lambda_{sz}$ w szkle.

Zadanie nr 11.1 · Matura 2018

Wiązka światła monochromatycznego pada pionowo z powietrza na kuliste zagłębienie wydrążone w szklanym bloku (środek wydrążenia — punkt O).

Rysunek do zadania

Dorysuj dalszy bieg jednego z promieni: w powietrzu — po częściowym odbiciu od granicy, oraz w szkle — po wniknięciu. Uwzględnij relacje kątów.

Zadanie nr 11.2 · Matura 2018

Zagłębienie wypełniono całkowicie pewną cieczą i skierowano światło pionowo w dół. Kierunek promieni po przejściu przez granicę ciecz–szkło był taki sam jak w powietrzu i cieczy (bez zmiany kierunku). Napisz, jakimi własnościami optycznymi powinna charakteryzować się ta ciecz. Uzasadnij.

Zadanie nr 12 · Matura 2016

Na dwa sklejone pryzmaty I i II skierowano promień lasera (współczynnik załamania powietrza $=1$). Zaznaczono kąty promienia z powierzchniami: $50^\circ$ (wejście do I), $70^\circ$ i $70^\circ$ (przy sklejeniu) oraz $65^\circ$ (wyjście z II).

Rysunek do zadania

a) Oblicz współczynnik załamania szkła pryzmatu I. b) Oceń, czy szkło pryzmatu II ma większy, czy mniejszy współczynnik załamania. c) Oblicz współczynnik załamania szkła pryzmatu II.

Zadanie nr 13 · Matura 2016

Kuliste źródło światła (Z), piłka tenisowa (T) i ściana (S). Po włączeniu źródła na ścianie powstają obszary cienia i półcienia.

Rysunek do zadania

Wyznacz konstrukcyjnie położenie tych obszarów na ścianie i opisz je literami C (cień) i P (półcień).

Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś — to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.